铜背板与靶材的焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102489865A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102489865A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110358412.9(22)申请日2011.11.11(71)申请人宁波江丰电子材料有限公司地址315400浙江省宁波市余姚市经济开发区名邦科技工业园区安山路198号(72)发明人姚力军潘杰王学泽袁海军(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人骆苏华(51)Int.Cl.B23K20/02(2006.01)B23K20/14(2006.01)B23K20/24(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称铜背板与靶材的焊接方法(57)摘要本发明提供一种铜背板与靶材的焊接方法，包括以下步骤：将铜背板、靶材放入包套中，包套设有通气管；将包套放入炉中，通过通气管对包套进行抽真空；待包套内部达到一定真空度后，使炉的温度升高到一定温度，并使炉持续保温一段时间，在炉的保温期间，依然对包套进行抽真空；密封包套的通气管；对内部设置有铜背板、靶材的包套进行热等静压焊接以使铜背板与靶材焊接在一起。在对包套进行抽真空的过程中，使包套持续置于高温环境中以使包套内部的液态水或其它液体形成蒸汽并可被抽走，从而使包套内部形成真正的真空环境，从而获得焊接强度及成品率较高的靶材组件。CN10248965ACN102489865A权利要求书1/1页1.一种铜背板与靶材的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：将铜背板、靶材放入包套中，所述包套设有通气管；将内部设置有所述铜背板、靶材的包套放入炉中，通过所述通气管对所述包套进行抽真空；待所述包套内部达到一定真空度后，使所述炉的温度升高到一定温度，并使所述炉持续保温一段时间，在炉的保温期间，依然对所述包套进行抽真空；密封所述通气管以使外部气体无法进入所述包套内；对内部设置有所述铜背板、靶材的包套进行热等静压焊接以使所述铜背板与靶材焊接在一起。2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，利用复合分子泵对所述包套进行抽真空，在抽真空过程中，所述复合分子泵连接所述通气管。3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述一定真空度小于2×10-3Pa。4.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述一定温度为400℃。5.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述一段时间为3h。6.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，将铜背板、靶材放入包套中之前，对所述铜背板与靶材进行表面处理，以使铜背板与靶材的预结合表面之间具有更好的结合能力。2CN102489865A说明书1/4页铜背板与靶材的焊接方法技术领域[0001]本发明涉及半导体溅射靶材制造领域，尤其涉及一种铜背板与靶材的焊接方法。背景技术[0002]在半导体工业中，靶材组件是由符合溅射性能的靶材及能与所述靶材结合并具有一定强度的背板构成。背板可以在所述靶材组件装配至溅射基台中起到支撑作用，并具有传导热量的功效。在溅射过程中，靶材组件所处的工作环境比较恶劣。例如，靶材组件所处的环境温度较高，例如300℃至600℃；另外，靶材组件的一侧冲以冷却水强冷，而另一侧则处于10-9Pa的高真空环境下，由此在靶材组件的相对二侧形成有巨大的压力差；再有，靶材组件处在高压电场、磁场中，受到各种粒子的轰击。在如此恶劣的环境下，如果靶材组件中靶材与背板之间的结合强度较差，将导致靶材组件在受热条件下变形、开裂、并与结合的背板相脱落，使得溅射无法达到溅射均匀的效果，同时还可能会对溅射基台造成损伤。[0003]高纯靶材广泛应用于半导体芯片制造领域，且随着半导体行业的发展，高纯靶材的用量与日俱增。由于具有足够强度，且导热、导电性也较高，铜(CuZn合金或CuCr合金)背板是靶材制造业中使用量最大的背板。它可以与钛(Ti)、钽(Ta)、铝(Al)等多种高纯靶材实现焊接以形成靶材组件。[0004]铜背板与靶材的焊接方式有多种，如熔焊、钎焊、扩散焊接(DiffusionBonding)、热等静压(HotIsostaticPressing)焊接等等。由于铜在空气中极易被氧化以致铜背板与靶材在空气中焊接时容易造成靶材组件的焊接强度不高，因此，铜背板与靶材需在真空环境下进行焊接。热等静压焊接可以满足这种焊接条件，而且这种焊接工艺还具有靶材组件变形小、焊接强度高等优点，因此，热等静压焊接成为铜背板与靶材的一种优选焊接方式。[0005]热等静压焊接的一般制作流程如下：将铜背板与靶材放入包套中；对内部设置有铜背板与靶材的包套进行抽真空；对包套进行密封以使外部气体无法进入包套中；对内部设置有铜背板与靶材的包套进行热等静压焊接以实现铜背板与靶材的焊接。但在实际生